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1、10申请公布号CN104149101A43申请公布日20141119CN104149101A21申请号201410133917922申请日20140403B25J18/00200601B25J17/02200601B25J11/0020060171申请人长春工业大学地址130012吉林省长春市朝阳区延安大街2055号72发明人姜大伟程廷海张邦成柳虹亮刘溢泉梁伟赵俊鹏王帅国张翔宇54发明名称多关节仿人弹琴机器人手臂57摘要本发明为多关节仿人弹琴机器人手臂，属于服务机器人领域娱乐服务设备。该手臂由肩部关节、肘部关节、腕部关节、小臂和大臂组成。该手臂可以模仿人的手臂完成腕部回转、肘部俯仰、大臂俯仰等。
2、动作，并通过双手臂的合作与协调动作实现一定的演奏效果。该机器人手臂长度与人臂相仿，机械结构简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠并采用模块化设计，拆卸方便，电机线、传感器线内置，传动关系简单明了；手臂具有3自由度的特点，手臂运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、双手协调运动灵活，应用范围广；作业手臂能耗低，采用直流24V供电，该发明克服了之前仿人机器人手臂体积大、传动复杂、能耗高等缺点。51INTCL权利要求书1页说明书2页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图3页10申请公布号CN104149101ACN104149101A1/1页21多关节仿。
3、人弹琴机器人手臂，其特征在于它由具有摆动副的肩关节1、具有摆动副的肘部关节3、具有回转副的腕部关节5、连接在肩部关节1和肘部关节3之间的大臂2、连接在肘部关节3和腕部关节5之间的小臂4组成；各关节的回转副和摆动副的运动分别由一台步进电机驱动。2根据权利要求1所述的多关节仿人弹琴机器人手臂，其特征在于肩部关节1由第一电机101、臂板102、肩部电机座103、肩部支架104、肩部旋转轴105、肩部连接轴106、肩部轴承压盖107、肩部旋转轴端盖108组成；肩部旋转轴105与肩部支架104连接，肩部连接轴106与肩部支架104连接，第一电机101固定在臂板102上，臂板102与肩部电机座103连接，。
4、大臂2与肩部旋转轴105和肩部连接轴106连接形成肩部关节的摆动副，肩部轴承压盖107与肩部支架104固定连接，肩部旋转轴端盖108与肩部旋转轴105和大臂2固定连接。3根据权利要求1所述的多关节仿人弹琴机器人手臂，其特征在于肘部关节3由肘部俯仰轴承座301、第二电机302、键303、主动齿轮304、齿轮轴轴承305、主动齿轮轴306、从动齿轮307、从动齿轮套308、肘部摆动轴309、轴承压盖310、螺钉311、轴承压盖312组成；肘部俯仰轴承座301与大臂2连接，第二电机302与肘部俯仰轴承座301连接，第二电机302通过键303与主动齿轮轴306连接，主动齿轮304与从动齿轮307啮合，。
5、从动齿轮套308固定并套在肘部摆动轴309上，肘部摆动轴309安装在小臂4上，螺钉311固定在肘部摆动轴309上起到调整作用，第二电机302固定在肘部俯仰轴承座301上通过键303带动肘部摆动轴309旋转形成肘部关节3的摆动副，轴承压盖310与轴承压盖312和小臂4固定连接。4根据权利要求1所述的多关节仿人弹琴机器人手臂，其特征在于腕部关节5由第三电机座501、第三电机502、联轴器503、法兰盘504组成；第三电机座501固定在小臂4上，第三电机座501与第三电机502连接，第三电机502通过联轴器503带动法兰盘504回转，形成腕部关节5的回转副，从而带动连接在法兰盘504上得弹琴手回转。。
6、权利要求书CN104149101A1/2页3多关节仿人弹琴机器人手臂技术领域0001本发明为多关节仿人弹奏机器人手臂，特别是针对弹奏钢琴的设备，属于服务机器人领域娱乐服务设备。背景技术0002在考虑国内研究现状我们可以发现，仿人演奏机器人研究还没有实现多种手法的机器人构型研究，没有针对指定位置进行识别和精确定位的功能，为了克服以上种种缺点，发明了该多关节仿人弹琴机器人手臂。发明内容0003本发明提供一种仿人弹琴机器人手臂，该手臂由肩部关节1、大臂2、肘部关节3、小臂4、腕部关节5组成；大臂2连接在肩部关节1和肘部关节3之间，小臂4连接在肘部关节3和腕部关节5之间；肩部关节1、肘部关节3具有摆动。
7、副，腕部关节5具有回转副。各关节的回转副和摆动副分别由一台步进电机驱动。该多关节仿人弹琴机器人手臂的肩关节有一个自由度电动机通过联轴器带动大臂I轴摆动（运动范围800800）；肘部关节有一个自由度电动机通过齿轮副传动带动小臂绕手臂纵轴线摆动（运动范围350350）；腕部关节有一个自由度电机通过联轴器带动法兰盘，带动弹琴手绕手臂纵长轴线回转（运动范围900900）。本发明的多关节仿人弹琴机器人手臂，可以模仿人的手臂功能进行各种各样的操作，完成腕部回转、肘部俯仰、大臂俯仰等动作，并通过双手臂的合作与协调动作实现一定的演奏效果。该手臂可以左右对称安装于机器人身体上，其双臂在计算机控制下可协调动作，相。
8、互配合。手臂采用3自由度仿人结构，长度与人臂相仿。该机器人手臂机械结构简捷紧凑、体积小、重量轻，各关节连接可靠并采用模块化设计，拆卸方便，电机线、传感器线内置，传动关系简单明了；手臂运动范围大、灵活；安全性强、可达性强、双手协调运动灵活，应用范围广；作业手臂能耗低，采用直流24V供电。附图说明0004图1多关节仿人弹琴机器人手臂的结构示意图；0005图2肩部关节的结构示意图；0006图3肘关节的结构示意图；0007图4腕部关节的结构示意图。具体实施方式0008具体实施方式一参阅图1，本实施方式的机器人手臂由具有一个摆动副的肩关节1、具有一个摆动副的肘部关节3、具有一个回转副的腕部关节5、连接在。
9、肩部关节1和肘部关节3之间的大臂2、连接在肘部关节3和腕部关节5之间的小臂4。0009具体实施方式二参阅图2，第一电机101与臂板102固定连接，臂板102与肩部说明书CN104149101A2/2页4电机座103连接，肩部电机座103与肩部支架104连接，肩部旋转轴105与肩部支架104连接，肩部连接轴106与肩部支架104连接，肩部轴承压盖107与肩部支架104固定连接，肩部旋转轴端盖108与肩部旋转轴105固定，连接形成肩部关节1的摆动。大臂支架2与肩部旋转轴105、肩部连接轴106固定连接。0010具体实施方式三参阅图3，大臂支架2与肘部俯仰轴承座301固定连接，第二电机302通过键3。
10、03与主动齿轮304连接，齿轮轴轴承305套在主动齿轮轴306上，主动齿轮304与从动齿轮307相啮合，从动齿轮套308套在肘部摆动轴309上通过螺母固定连接，轴承压盖310与小臂4固定连接，螺钉311与肘部摆动轴309固定连接，轴承压盖312与小臂4固定连接，摆动轴309与小臂4形成固定连接。0011具体实施方式四参阅图4，小臂4与第三电机座501连接，第三电机502通过联轴器503与法兰盘504连接，法兰盘504与弹琴手相连，弹琴手与法兰盘一起回转，以上各电机均为步进电机。说明书CN104149101A1/3页5图1说明书附图CN104149101A2/3页6图2说明书附图CN104149101A3/3页7图3图4说明书附图CN104149101A。